JPH0514000B2 - - Google Patents

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JPH0514000B2
JPH0514000B2 JP1172583A JP1172583A JPH0514000B2 JP H0514000 B2 JPH0514000 B2 JP H0514000B2 JP 1172583 A JP1172583 A JP 1172583A JP 1172583 A JP1172583 A JP 1172583A JP H0514000 B2 JPH0514000 B2 JP H0514000B2
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JP
Japan
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sol
phosphor
aluminum
yttrium
lanthanide
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Application number
JP1172583A
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Japanese (ja)
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JPS59138291A (en
Inventor
Masanori Yaguchi
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Kasei Optonix Ltd
Original Assignee
Kasei Optonix Ltd
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Publication date
Application filed by Kasei Optonix Ltd filed Critical Kasei Optonix Ltd
Priority to JP1172583A priority Critical patent/JPS59138291A/en
Publication of JPS59138291A publication Critical patent/JPS59138291A/en
Publication of JPH0514000B2 publication Critical patent/JPH0514000B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は透明性を有する蛍光膜の形成方法およ
び透明性を有する蛍光体の製造方法に関する。更
に詳しくは、螢光体構成成分によるゾルをゲル化
することにより透明性を有する蛍光膜を形成する
方法および透明性を有する蛍光体を作製する方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a transparent phosphor film and a method for manufacturing a transparent phosphor. More specifically, the present invention relates to a method of forming a transparent phosphor film by gelling a sol of phosphor constituents, and a method of producing a transparent phosphor.

螢光体はほとんどの場合数μないし数十μの大
きさの微粒子が集まつてできた螢光膜の形で使用
される。螢光膜がこの程度の大きさの微粒子から
成り立つているためにつぎのような問題が生ずる
場合がある。ある螢光体の粒子から螢光が発生さ
れても、その光は、螢光面の外へ出るまでにほか
の螢光体の粒子に何度かあたり、その表面で不規
則な反射を受けてから螢光面外へ出ていく。そこ
で、陰極線管の螢光面の場合には、内側の面から
でる螢光を外側から見るために、この不規則な反
射の影響が強くでる。この結果に、像に“カブ
リ”が生じてコントラストを悪くし、輝度の低下
の原因ともなる。
In most cases, phosphors are used in the form of a fluorescent film made up of fine particles with a size of several microns to several tens of microns. Since the fluorescent film is made up of fine particles of this size, the following problems may occur. Even when fluorescent light is emitted from a certain phosphor particle, the light hits other phosphor particles several times before exiting the phosphor surface, and is irregularly reflected on the surface. After that, it exits the fluorescent surface. In the case of the fluorescent surface of a cathode ray tube, the influence of this irregular reflection is strong because the fluorescent light emitted from the inner surface is viewed from the outside. As a result, "fogging" occurs in the image, which deteriorates the contrast and causes a decrease in brightness.

したがつて、微粒子で構成されず且つ粒子間に
空隙の無い螢光膜もしくはそれに近い螢光膜をつ
くることが出来れば輝度も向上し、コントラス
ト、鮮鋭度も格段に改善される。
Therefore, if it is possible to create a fluorescent film or a similar fluorescent film that is not composed of fine particles and has no voids between particles, the brightness will be improved, and the contrast and sharpness will also be significantly improved.

本発明に於ける高透光性螢光膜とは上記螢光膜
中に空隙の極めて少ない螢光膜であり、透明もし
くは乱反射の極めて少なう所謂高い透光性を有す
る螢光膜(板状体も含む)の事である。
In the present invention, the highly translucent phosphor film is a phosphor film with extremely few voids in the phosphor film, and is transparent or has so-called high translucency with extremely little diffused reflection (plate-shaped fluorescein film). (including the body).

従来、本発明と同様の目的を得るためには次の
ような方法があつた。
Conventionally, the following methods have been used to achieve the same object as the present invention.

1つには、真空蒸着方法である。これは通常の
螢光体粉末を蒸気源に入れ、5×10-5mmHg以上
の真空度で被蒸着板上に蒸着するものである。こ
こでは蒸着を途中でやめると原料の螢光体と、で
きた螢光膜とで組成が違つてくるので全部蒸着さ
せることが必要である。また原料中の飛びやすい
成分が先に飛んでしまい、原料の全部が蒸着した
としても、螢光体によりかなり組成の異なつた螢
光面ができやすい。
One method is vacuum deposition. In this method, ordinary phosphor powder is placed in a vapor source and vapor-deposited onto a plate under a vacuum of 5×10 -5 mmHg or higher. Here, if the vapor deposition is stopped midway, the raw material phosphor and the resulting phosphor film will have different compositions, so it is necessary to vapor-deposit them all. In addition, the components of the raw material that are easy to fly fly away first, and even if all of the raw material is vapor-deposited, a phosphor surface with a considerably different composition is likely to be formed depending on the phosphor.

この様にしてできた高透光性螢光膜はこのまま
では螢光をほとんど示さない。これは、螢光体の
母体中に完全には付活剤が入り込んでいない異、
母体の多くが無定形の状態にあつて結晶状態では
ない事によると言われている。そこで、この蒸着
膜を適当に加熱すれば、母体の結晶化および付活
剤の母体中への拡散が行なわれ、発光するように
なる。
The highly translucent fluorescent film thus produced exhibits almost no fluorescence as it is. This is because the activator does not completely enter the matrix of the phosphor.
This is said to be due to the fact that most of the parent material is in an amorphous state and not in a crystalline state. Therefore, if this vapor-deposited film is appropriately heated, the matrix crystallizes and the activator diffuses into the matrix, resulting in light emission.

この方法が一番適している螢光体は自己付活型
の螢光体である。熱処理の時間、温度は非常にき
びしい条件で行なう必要があり、実際上かなり困
難を伴なう。そこで考えられた方法は、あらかじ
め被蒸着板を加熱しておいて蒸着を行なうもので
ある。この方法によれば、蒸着時間を短縮させ処
理温度を低下させることができる。
The phosphor for which this method is most suitable is a self-activating phosphor. The heat treatment must be carried out under very strict conditions regarding time and temperature, which is actually quite difficult. The method devised for this purpose is to heat the plate to be deposited in advance and perform the deposition. According to this method, the deposition time can be shortened and the processing temperature can be lowered.

もう1つの高透光性螢光膜作製方法は、気相反
応法(ケミカルペーパーデポジヨン)によるもの
である。これは気相反応により生じた螢光体が基
板状に付着するものである。この方法は硫化亜鉛
系螢光体に使用できる。具体的には、真空系へ接
続した容器内部に硫化水素を1〜2mmHgの圧で
注入する。容器内部に保持されている基板はあら
かじめ500〜600℃に加熱されている。この容器内
に金属亜鉛と塩化マンガンの混合物少量を落下さ
せる。これが硫化水素と反応し、生じたZnS:
Mnが基板に付着する。しかし、この方法では製
作可能な螢光体は限定される。
Another method for producing a highly transparent fluorescent film is a gas phase reaction method (chemical paper deposition). In this method, a phosphor produced by a gas phase reaction is attached to a substrate. This method can be used with zinc sulfide based phosphors. Specifically, hydrogen sulfide is injected into a container connected to a vacuum system at a pressure of 1 to 2 mmHg. The substrate held inside the container is preheated to 500 to 600°C. A small amount of a mixture of metallic zinc and manganese chloride is dropped into this container. This reacts with hydrogen sulfide, resulting in ZnS:
Mn adheres to the substrate. However, the phosphors that can be manufactured using this method are limited.

本発明は、上述の蒸着方法、気相反応法とは根
本的に異なり、ゾルゲル法を用いて高透光性螢光
膜を作製するものである。この方法は、従来方法
と比較して格段に安価な高透光性螢光膜を提供す
るものであり、その工業上の利点は計り知れな
い。
The present invention is fundamentally different from the above-mentioned vapor deposition method and gas phase reaction method, and uses a sol-gel method to produce a highly transparent fluorescent film. This method provides a highly transparent fluorescent film that is much cheaper than conventional methods, and its industrial advantages are immeasurable.

尚発明で言うゾルゲル法とは、出発原料として
目的とする螢光体化合物の金属アルコキシド、金
属アセテートなどの有機酸金属化合物もしくは金
属塩を加水分解することによりゾルを形成し、こ
のゾルをゲル化する方法である。
In addition, the sol-gel method referred to in the invention is a method in which a sol is formed by hydrolyzing an organic acid metal compound or metal salt such as a metal alkoxide or metal acetate of the target fluorescent compound as a starting material, and this sol is turned into a gel. This is the way to do it.

以下、出発原料が金属アルコキシドであり、螢
光体がランタノイド系金属とアルミニウムとから
なる複合金属酸塩螢光体(以下ランタノイド系ア
ルミン酸塩螢光体という)を例としてゾルゲル法
を説明しつつ本発明を説明する。ランタノイド系
アルミン酸塩螢光体は、従来、母体となる、ラン
タノイド系金属の酸化物と酸化アルミニウムと、
付活剤となるランタノイド系金属の酸化物とを充
分混合し、必要に応じて融剤等を添加し、1500℃
乃至2000℃更にはそれ以上の高温で10数時間もの
長時間焼成する事によつて得ていた。しかしなが
らこの様な従来法によると、得られるランタノイ
ド系アルミン酸塩螢光体は粉末かあるいは形状の
一定しない螢光体となる。従つて希望する高透光
性螢光膜にするには蒸着などの方法によらなくて
はならない。また、従来法では焼成する温度が高
くしかも長時間焼成する必要があるため容易には
製造出来ず、この点が産業上大きな問題であつ
た。更に、従来法では粉末として得る場合のその
粉末の粒度分布が不均一である。一定の粒度のも
のを得るには更に分級等を行なうことが必要であ
るためにその収率が著しく低くなる。またその粒
度も望むものが必ずしも得られない。
The sol-gel method will be explained below using as an example a composite metal salt phosphor (hereinafter referred to as a lanthanide aluminate phosphor) in which the starting material is a metal alkoxide and the phosphor is a lanthanoid metal and aluminum. The present invention will be explained. Lanthanide-based aluminate phosphors have conventionally been made from a matrix of lanthanide-based metal oxides and aluminum oxide.
Thoroughly mix the lanthanoid metal oxide that will serve as the activator, add a flux if necessary, and heat to 1500℃.
It was obtained by firing at high temperatures ranging from 2,000°C to even higher for over 10 hours. However, according to such conventional methods, the obtained lanthanide-based aluminate phosphor is a powder or a phosphor with an irregular shape. Therefore, in order to obtain the desired highly transparent fluorescent film, a method such as vapor deposition must be used. In addition, in the conventional method, the firing temperature is high and firing is required for a long time, so it cannot be easily manufactured, which has been a big problem in industry. Furthermore, in the conventional method, when the powder is obtained, the particle size distribution of the powder is non-uniform. In order to obtain particles with a constant particle size, it is necessary to further perform classification, etc., resulting in a significantly low yield. Furthermore, the desired particle size cannot always be obtained.

本発明者は上記の如き従来技術の問題点を解決
すべく、より低温で且つ高透光性を示し、所望の
形状・粒度のランタノイドアルミン酸塩螢光膜を
得るために種々研究を重ねた結果、目的とするラ
ンタノイド系アルミン酸塩螢光体を構成する金属
成分のアルコキシドを加水分解することによつて
得たゾルをゲル化する場合には、その後の焼成は
低い温度で且つ短時間に容易に行なうことがで
き、また高透光性を示す所望の形状・粒度のラン
タノイド系アルミン酸塩高透光性螢光体が得られ
ることを見い出した。
In order to solve the problems of the prior art as described above, the present inventors have conducted various studies in order to obtain a lanthanide aluminate fluorescent film that can be used at a lower temperature, exhibits high translucency, and has a desired shape and particle size. As a result, when gelling the sol obtained by hydrolyzing the alkoxide of the metal component constituting the desired lanthanide-based aluminate phosphor, the subsequent firing is performed at a low temperature and in a short time. It has been found that this process can be carried out easily and that a highly transparent lanthanoid aluminate phosphor having a desired shape and particle size and exhibiting high light transmittance can be obtained.

即ち、本発明のランタノイド系アルミン酸塩螢
光体の製造方法は、(i)ランタノイド系金属のアル
コキシドを加水分解することによつて得られたラ
ンタノイドゾル(母体と付活剤の2種類)とアル
ミニウムのアルコキシドを加水分解することによ
つて得られたアルミニウムゾルとの混合物(ii)ラン
タノイド系金属のアルコキシド(母体と付活剤の
2種類)とアルミニウムのアルコキシドとの混合
物を加水分解することによつて得られるゾル、及
び(iii)ランタノイド系金属とアルミニウムとの複合
物のアルコキシドを加水分解することによつて得
られた複合ランタノイドアルミニウムゾルのうち
少なくとも1つのゾルをゲル化させた後、300℃
乃至1300℃の温度で焼成することを特徴とするも
のである。
That is, the method for producing a lanthanoid aluminate phosphor of the present invention includes (i) a lanthanide sol (two types, a matrix and an activator) obtained by hydrolyzing a lanthanide metal alkoxide; Mixture with aluminum sol obtained by hydrolyzing aluminum alkoxide (ii) By hydrolyzing a mixture of lanthanoid metal alkoxide (two types of base and activator) and aluminum alkoxide After gelling at least one of the sol thus obtained and (iii) the composite lanthanide aluminum sol obtained by hydrolyzing the alkoxide of the composite of lanthanoid metal and aluminum, ℃
It is characterized by being fired at a temperature of 1300°C to 1300°C.

尚、本発明で言うランタノイドとは原子番号57
のランタンから原子番号71のルテチウムに至る15
個の希土類元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、
Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及
び原子番号39のYを総称するものである。
In addition, the lanthanoid referred to in the present invention has an atomic number of 57.
from lanthanum to lutetium with atomic number 71.15
rare earth elements La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm,
It is a general term for Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Y with atomic number 39.

上記ゾル混合物(i)はたとえば次の様にして得ら
れる。
The above sol mixture (i) can be obtained, for example, as follows.

無水ハロゲン化ランタノイドとアルカリ金属ア
ルコキシドとをアルコール中で反応させた後、溶
媒をベンゼンで置換し、生成したアルカリ金属ハ
ライドを沈殿させ過して取り除き、ランタノイ
ドアルコキシドのベンゼン溶液を得る。次にこの
溶液に水を加え加水分解することによりランタノ
イド水酸化物のゾルであるランタノイドゾルを得
る。一方、例えばアルミニウムアルコキシド1モ
ルに対して100モルの水を加え、75℃で加水分解
し、更に上記アルミニウムアルコキシド1モルに
対して0.1モルの塩酸を加え95℃で解膠すること
によつてアルミニウムゾルを得る。上記ランタノ
イドゾルと上記アルミニウムゾルとを混合するこ
とによりゾル混合物(i)が得られる。
After reacting an anhydrous halogenated lanthanide and an alkali metal alkoxide in alcohol, the solvent is replaced with benzene, and the alkali metal halide produced is removed by precipitation to obtain a benzene solution of the lanthanide alkoxide. Next, water is added to this solution and hydrolyzed to obtain a lanthanide sol, which is a sol of lanthanide hydroxide. On the other hand, for example, 100 mol of water is added to 1 mol of aluminum alkoxide and hydrolyzed at 75°C, and then 0.1 mol of hydrochloric acid is added to 1 mol of the aluminum alkoxide and peptized at 95°C. Get Sol. A sol mixture (i) is obtained by mixing the lanthanide sol and the aluminum sol.

上記ゾル(ii)はたとえば次の様にして得られる。 The above sol (ii) can be obtained, for example, as follows.

ランタノイドアルコキシドとアルミニウムアル
コキシドとを目的とするランタノイドアルミ酸塩
螢光体の組成比になるように量比を調整しベンゼ
ンに溶解する。次に、この溶液を4時間還流した
後、水を加えて加水分解することによりゾル(ii)が
得られる。
The lanthanoid alkoxide and aluminum alkoxide are dissolved in benzene with the quantity ratio adjusted so that the desired composition ratio of the lanthanide aluminate phosphor is obtained. Next, after refluxing this solution for 4 hours, water is added and hydrolyzed to obtain sol (ii).

上記複合ゾル(iii)はたとえば次の様にして得られ
る。
The above composite sol (iii) can be obtained, for example, as follows.

アルカリ金属を窒素気流中で過剰のアルコール
と反応させアルカリ金属アルコラートを合成し、
これにアルカリ金属と等モルのアルミニウムアル
コキシドを加え、約2時間還流しアルカリ金属ア
ルミニウムアルコキシドを合成する。これをラン
タノイドハライドアルコール溶液に加え、4時間
還流し反応させた後、溶媒をベンゼンで置換し、
生成したアルカリ金属ハライドを沈殿させ過し
て取り除き、ランタノイドアルミニウムアルコキ
シドのベンゼン溶液を得る。次にこの溶液に水を
加え加水分解することにより複合ランタノイドア
ルミニウムゾル(iii)を得る。この場合、目的とする
組成のランタノイドアルミン酸塩螢光体の形成を
容易にするために、加水分解前にランタノイドア
ルミニウムアルコキシドに対し少量のランタノイ
ドアルコキシド又はアルミニウムアルキシドを添
加することもできる。
Synthesize an alkali metal alcoholate by reacting an alkali metal with excess alcohol in a nitrogen stream,
Aluminum alkoxide in an equimolar amount to the alkali metal is added thereto, and the mixture is refluxed for about 2 hours to synthesize alkali metal aluminum alkoxide. This was added to a lanthanoid halide alcohol solution, and after refluxing and reacting for 4 hours, the solvent was replaced with benzene,
The generated alkali metal halide is precipitated and removed by filtration to obtain a benzene solution of lanthanide aluminum alkoxide. Next, water is added to this solution and hydrolyzed to obtain a composite lanthanide aluminum sol (iii). In this case, a small amount of lanthanide alkoxide or aluminum alkoxide may be added to the lanthanide aluminum alkoxide before hydrolysis to facilitate the formation of a lanthanide aluminate phosphor of the desired composition.

尚、以上のゾル調製において用いられるハライ
ドのハロゲンとしては、フツ素、塩素、臭素およ
びヨウ素の何れでも良いが特に反応安定性の点か
ら塩素が最適である。また、使用されるアルコー
ルは、メチルアルコール、エチルアルコール、プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、s−ブ
チルアルコール、アミルアルコール、イソアミル
アルコールなどの1価のアルコールであるが、特
にイソプロピルアルコールが着色等の問題を生ぜ
ず好ましい。
The halogen of the halide used in the above sol preparation may be any of fluorine, chlorine, bromine and iodine, but chlorine is particularly suitable from the viewpoint of reaction stability. The alcohol used is monohydric alcohol such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, s-butyl alcohol, amyl alcohol, and isoamyl alcohol, but isopropyl alcohol is especially It is preferable since it does not cause problems such as coloring.

本発明方法における上記(i)(ii)及び/又は(iii)のゾ
ルのゲル化は水分を除去する等の方法で行なわれ
る。このゲル化により透明の薄膜や厚膜を形成す
るには、上記ゾルをポリスチレン、ポリプロピレ
ン又はテフロンなどの表面エネルギーの小さな容
器中に入れて乾燥させると良い。石英基板などの
上にコートする方法も良い。
In the method of the present invention, gelation of the sol in (i), (ii) and/or (iii) above is carried out by removing water or the like. In order to form a transparent thin film or thick film through this gelation, the above-mentioned sol is preferably placed in a container with low surface energy such as polystyrene, polypropylene, or Teflon and dried. A method of coating on a quartz substrate or the like is also good.

また、ゲル化により球状の粉末を得るには、界
面活性剤を添加した非水溶媒中で上記ゾルを撹拌
することによりゾルと溶媒との界面張力の差を利
用して球状ゾルとした後水を除去しゲル化する。
尚、この時の撹拌速度を調節することにより直径
が数μm乃至約1mm程度の球状ゲル物質が得られ
る。本発明方法においては、以下の如くにして成
形されたゲル物質を300℃乃至1300℃の温度で短
時間焼成することにより、目的とするランタノイ
ドアルミン酸塩螢光体から成る高透光性螢光膜が
得られる。なお、得られた螢光膜は従来法により
得られたそれと発光スペクトルは全く同様であつ
た。
In addition, to obtain a spherical powder through gelation, the sol is stirred in a non-aqueous solvent containing a surfactant to form a spherical sol using the difference in interfacial tension between the sol and the solvent, and then water is added. is removed and gelled.
By adjusting the stirring speed at this time, a spherical gel material having a diameter of about several μm to about 1 mm can be obtained. In the method of the present invention, by baking the gel material formed as follows for a short time at a temperature of 300°C to 1300°C, a highly translucent phosphor composed of the desired lanthanoid aluminate phosphor is produced. A membrane is obtained. The luminescence spectrum of the obtained fluorescent film was exactly the same as that obtained by the conventional method.

以上の如き本発明法によれば、従来法に比べて
低い温度で且つより短かい時間での焼成によりラ
タノイドアルミン酸塩螢光体が得られ、エネルギ
ー消費量は少ない。更に、本発明方法によれば、
成形物を得ようとする場合には所望の形状のもの
が直ちに得られ、また粒状物を得ようとする場合
には粒度コントロールが容易であるので所望の粒
度のものが得られるという大きな利点がある。
According to the method of the present invention as described above, a latanoid aluminate phosphor can be obtained by firing at a lower temperature and in a shorter time than in the conventional method, and the amount of energy consumed is low. Furthermore, according to the method of the present invention,
When trying to obtain a molded product, the desired shape can be obtained immediately, and when trying to obtain a granular product, the particle size can be easily controlled, so it has the great advantage of being able to obtain the desired particle size. be.

更に最大の利点は、従来粉末品にくらべて高輝
度比が計れることにある。これは、従来品と比較
し10〜20%の向上が得られる。
Furthermore, the biggest advantage is that a higher brightness ratio can be measured compared to conventional powder products. This is an improvement of 10 to 20% compared to conventional products.

以上出発原料を金属アルコキシドを用いて説明
したが本方法以外に、有機酸と金属ハライドの反
応物である有機金属酸の加水分解、金属ハライド
の加水分解による方法でも同様に高透光性螢光膜
とすることができる。
The above explanation was made using a metal alkoxide as the starting material, but in addition to this method, a method using hydrolysis of an organometallic acid, which is a reaction product of an organic acid and a metal halide, or a method using a hydrolysis of a metal halide can be used as well. It can be a membrane.

本発明で作成可能な螢光体としては、たとえ
ば、Pナンバーで示される様なカラーTV用螢光
体、白黒TV用螢光体、及び各種電子管用螢光
体、低速電子管用螢光体、電場発光用螢光体、光
電導体、ランプ用螢光体、赤外応用螢光体、蓄光
用螢光体、放射線用螢光体などがあるが、これら
の他の公知の螢光体も可能である。
Examples of the phosphors that can be produced according to the present invention include phosphors for color TVs as indicated by the P number, phosphors for monochrome TVs, phosphors for various electron tubes, phosphors for low-speed electron tubes, There are phosphors for electroluminescence, photoconductors, phosphors for lamps, phosphors for infrared applications, phosphors for phosphorescence, phosphors for radiation, etc., but other known phosphors can also be used. It is.

特に酸化物螢光体は作製しやすい。 In particular, oxide phosphors are easy to produce.

本発明で得られた螢光体の透明度は透過率とし
て測定した。
The transparency of the phosphor obtained in the present invention was measured as transmittance.

透過率の測定には、30m/m角で厚さ1m/m
の石英ガラス上に従来法による平均粒度6μmの
ランタノイドアルミン酸塩螢光体を厚さ100μm
に沈降塗布でコートした。本発明に於ける透明螢
光体は、ランタノイドアルミン酸塩ゾルを前述の
石英ガラス上にコートして自然乾燥して、100μ
mの平滑なゲル体を得た。これを1000℃で1時間
焼成し、アルミン酸塩螢光体とした。
To measure transmittance, use a 30m/m square with a thickness of 1m/m.
A 100 μm thick lanthanide aluminate phosphor with an average particle size of 6 μm was deposited on quartz glass using a conventional method.
coated with a precipitation coating. The transparent phosphor of the present invention is prepared by coating the above-mentioned quartz glass with lanthanoid aluminate sol and drying it naturally.
A smooth gel body of m was obtained. This was fired at 1000°C for 1 hour to obtain an aluminate phosphor.

ここで得られた測定試料を水垂に光学台上に配
置し、100m/mの距離においてタングステンラ
ンプ光源より光を照射し、測定試料を通過後、試
料より10m/mはなしたホトマルにて受光し、螢
光体を塗布していない1m/m厚の石英ガラスに
対する透過率を測定した。その結果、従来法によ
る螢光体膜の透過率は5−10%の範囲であつた
が、本発明による高透光性螢光膜は30〜90%の範
囲であつた。
The measurement sample obtained here was placed on an optical bench in a water drop, and light was irradiated from a tungsten lamp light source at a distance of 100 m/m. After passing through the measurement sample, a photomultiplier was placed at a distance of 10 m/m from the sample. The light was received and the transmittance was measured through 1 m/m thick quartz glass that was not coated with a phosphor. As a result, the transmittance of the phosphor film made by the conventional method was in the range of 5-10%, but the transmittance of the highly transparent phosphor film according to the present invention was in the range of 30-90%.

本発明の応用分野としては、従来から螢光が使
用されている所はいずれも問題なく使用可能であ
る。更に高精細度管への応用が考えられる。これ
は、ペネトレーシヨン型陰極線管の場合であり、
現在は粒子状の螢光体をブラウン管内部にコート
している。本発明の高透光性螢光膜の応用は次の
ように行なう。B、G、Rの三色をそれぞれ三層
コートし、その三層の間に高透光性絶縁物(たと
えばゾルゲル法で得られる高透光性Al2O3、SiO2
膜)を挿入する。このようにすれば従来にまして
高輝度でかつ解像度の良いペネトレーシヨン型陰
極線管が得られる。
The present invention can be applied to any field where fluorescent light has been conventionally used without any problem. Furthermore, application to high-definition tubes can be considered. This is the case with penetration type cathode ray tubes.
Currently, particulate phosphor is coated inside the cathode ray tube. The highly transparent fluorescent film of the present invention is applied as follows. Three layers of each of the three colors B, G, and R are coated, and a highly transparent insulator (for example, highly transparent Al 2 O 3 , SiO 2 obtained by the sol-gel method) is coated between the three layers.
membrane). In this way, a penetration type cathode ray tube with higher brightness and better resolution than ever before can be obtained.

以下実施例をもつて説明する。 This will be explained below using examples.

実施例 1 高純度酸化イツトリウムと塩化アンモニウムと
を混合し、350℃の温度で1時間反応させた後、
反応生成物の無水塩化イツトリウムをエタノール
で抽出し、更に溶媒のエタノールをイソプロピル
アルコールで置換した。また金属ナトリウムをイ
ソプロピルアルコールとベンゼンとの混合溶液に
入れ82℃で還流することによつて得たアルコラー
トを上記無水塩化イツトリウム溶液と混合し、更
に82℃で還流した後、溶媒をベンゼンに置換し、
過により塩化ナトリウムを除去してイツトリウ
ムイソプロポキシドのベンゼン溶液を得た。この
溶液に水を加えて加水分解しイツトリウムゾルを
得た。
Example 1 High purity yttrium oxide and ammonium chloride were mixed and reacted at a temperature of 350°C for 1 hour.
The reaction product, anhydrous yttrium chloride, was extracted with ethanol, and the ethanol solvent was replaced with isopropyl alcohol. In addition, an alcoholate obtained by adding metallic sodium to a mixed solution of isopropyl alcohol and benzene and refluxing at 82°C was mixed with the above anhydrous yttrium chloride solution, and after further refluxing at 82°C, the solvent was replaced with benzene. ,
Sodium chloride was removed by filtration to obtain a benzene solution of yttrium isopropoxide. Water was added to this solution for hydrolysis to obtain yttrium sol.

次に、アルミニウムアルコキシド1モルに対し
て100モルの水を加え、75℃で加水分解し、更に
このアルミニウムアルコキシド1モルに対して
0.1モルの塩酸を加え95℃で解膠することによつ
てアルミニウムゾルを得た。
Next, 100 mol of water was added to 1 mol of aluminum alkoxide, hydrolyzed at 75°C, and
Aluminum sol was obtained by adding 0.1 mol of hydrochloric acid and peptizing at 95°C.

以上得られたイツトリウムゾルとアルミニウム
ゾルとをそれぞれモル比で(イ)1:1、(ロ)3:5及
び(ハ)1:2で混合し、更にセリウムゾルを混合物
1モルに対し2.5×10-3モル混合し、テフロン容
器に入れ、室温乾燥して透明なゲル状の成形体膜
を得た。次にこれを1000℃で2時間焼成しそれぞ
れ(イ)YAlO3:Ce+Y3Al5O12:Ce(ロ)Y3Al5O12
Ce及び(ハ)Y2Al4O9:Ceで組成式が示されるセリ
ウムアルミン酸イツトリウム螢光体から成る高透
光性螢光膜が得られた。この事はX線回折により
同定された。
The yttrium sol and aluminum sol obtained above were mixed at a molar ratio of (a) 1:1, (b) 3:5, and (c) 1:2, and further cerium sol was added at a ratio of 2.5x to 1 mole of the mixture. 10 -3 moles were mixed, placed in a Teflon container, and dried at room temperature to obtain a transparent gel-like molded film. Next, this was fired at 1000°C for 2 hours to produce (a) YAlO 3 :Ce+Y 3 Al 5 O 12 : Ce(b)Y 3 Al 5 O 12 :
A highly transparent phosphor film consisting of Ce and (c) Y 2 Al 4 O 9 :Ce was obtained as a cerium yttrium aluminate phosphor. This was identified by X-ray diffraction.

実施例 2 イツトリウムイソプロポキシドとアルミニウム
イソプロポキシドとセリウムイソプロポキシドと
をモル比3:5:5×10-3の割合でベンゼン溶液
中で混合し、82℃の温度で4時間還流した後、充
分水を加えて加水分解しイツトリウムゾルとアル
ミニウムゾルとセリウムゾルとの混合物を得た。
Example 2 Yttrium isopropoxide, aluminum isopropoxide, and cerium isopropoxide were mixed in a benzene solution at a molar ratio of 3:5:5×10 -3 and refluxed at a temperature of 82°C for 4 hours. Thereafter, sufficient water was added for hydrolysis to obtain a mixture of yttrium sol, aluminum sol, and cerium sol.

これを実施例1と同様にしてゲル化し焼成した
ところ組成式がY3Al5O12:Ceで示されるセリウ
ム付活アルミン酸イツトリウム螢光体からなる高
透光性螢光膜が得られた。この事はX線回折によ
り同定された。
When this was gelled and fired in the same manner as in Example 1, a highly transparent phosphor film consisting of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor having the composition formula Y 3 Al 5 O 12 :Ce was obtained. . This was identified by X-ray diffraction.

実施例 3 金属カリウムを窒素気流中で過剰のイソプロピ
ルアルコールと反応させカリウムイソプロポキシ
ド〔i−C3H7OK〕を合成し、これに上記金属カ
リウムと等モルのアルミニウムイソプロポキシド
を加え2時間還流してカリウムアルミニウムイソ
プロポキシド{KAl(i−OC3H74}を合成した。
これを塩化イツトリウムイソプロピルアルコール
溶液及び塩化セリウムイソプロピルアルコール溶
液に加え4時間還流し、イツトリウム・セリウ
ム・アルミニウムイソプロポキシド{Y・Ce〔Al
(i−OC3H743}を合成した。反応副生成物の
KClは溶媒をベンゼンに置換した後別した。得
られたアルコキシドに過剰の蒸留水を添加し還流
により複合イツトリウムアルミニウムセリウムゾ
ルを得た。
Example 3 Potassium metal was reacted with excess isopropyl alcohol in a nitrogen stream to synthesize potassium isopropoxide [i-C 3 H 7 OK], and to this was added aluminum isopropoxide in an equimolar amount to the metal potassium. The mixture was refluxed for a period of time to synthesize potassium aluminum isopropoxide {KAl(i-OC 3 H 7 ) 4 }.
This was added to yttrium chloride isopropyl alcohol solution and cerium chloride isopropyl alcohol solution and refluxed for 4 hours to form yttrium cerium aluminum isopropoxide {Y・Ce[Al
(i-OC 3 H 7 ) 4 ] 3 } was synthesized. reaction by-products
KCl was separated after replacing the solvent with benzene. Excess distilled water was added to the obtained alkoxide and refluxed to obtain a composite yttrium aluminum cerium sol.

これを実施例1と同様にしてゲル化により成形
し、1000℃で焼成することにより組成式が
Y3Al5O12:Ceのセリウム付活アルミン酸イツト
リウム螢光体からなる高透光性螢光膜を得た。こ
の事はX線回折で同定された。
This was molded by gelation in the same manner as in Example 1, and the composition formula was determined by baking at 1000℃.
A highly transparent phosphor film consisting of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor of Y 3 Al 5 O 12 :Ce was obtained. This was identified by X-ray diffraction.

実施例 4 実施例1において出発原料の高純度酸化イツト
リウムのかわりに高純度酸化ガドリニウムを用い
て、以下同様の方法によりガドリニウムゾルを得
た。
Example 4 A gadolinium sol was obtained in the same manner as in Example 1 except that high-purity gadolinium oxide was used instead of high-purity yttrium oxide as a starting material.

このガドリニウムゾルとアルミニウムゾルとセ
リウムゾルとをモル比3:5:5×10-3に混合
し、ゲル化により成形し、更に焼成したところ、
組成比がGd3Al5O12:Ceで示されるセリウム付活
アルミン酸ガドリニウム螢光体から成る高透光性
螢光が得られた。この事はX線回折で同定され
た。
This gadolinium sol, aluminum sol, and cerium sol were mixed in a molar ratio of 3:5:5×10 -3 , formed by gelation, and further baked.
A highly translucent phosphor consisting of a cerium-activated gadolinium aluminate phosphor having a composition ratio of Gd 3 Al 5 O 12 :Ce was obtained. This was identified by X-ray diffraction.

実施例 5 実施例3におけると類似の方法で得られたイツ
トリウムアルミニウムセリウムイソプロポキシド
{Y・Ce〔Al(i−O(C3H743}にその1モルに
対し04モルのアルミニウムイソプロポキシド
〔Al(i−O(C3H73〕を加え4時間還流すること
により充分混合した後、加水分解し、ゾルを得
た。
Example 5 04 mol per 1 mol of yttrium aluminum cerium isopropoxide {Y.Ce[Al(i-O(C 3 H 7 ) 4 ] 3 ) obtained by a method similar to that in Example 3 was added. Aluminum isopropoxide [Al(i-O(C 3 H 7 ) 3 )] was added thereto and thoroughly mixed by refluxing for 4 hours, followed by hydrolysis to obtain a sol.

このゾルをゲル化した後1000℃で2時間焼成す
ると、組成式がY3Al5O12:Ceで示されるセリウ
ム付活アルミン酸イツトリウム螢光体からなる高
透光性螢光膜が得られた。この事はX線回折で同
定された。
After gelatinizing this sol and baking it at 1000°C for 2 hours, a highly transparent phosphor film consisting of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor with a compositional formula of Y 3 Al 5 O 12 :Ce was obtained. Ta. This was identified by X-ray diffraction.

実施例 6 実施例3におけると類似の方法で得られたイツ
トリウムアルミニウムセリウムイソプロポキシド
{Y・Ce〔Al(i−O(C3H743}にその1モルに
対し0.2モルのイツトリウムプロポキシド〔Y(i
−O(C3H73〕を加え18時間還流することにより
充分混合した後、加水分解し、ゾルを得た。
Example 6 0.2 mol per 1 mol of yttrium aluminum cerium isopropoxide {Y.Ce[Al(i-O(C 3 H 7 ) 4 ] 3 ) obtained by a method similar to that in Example 3 was added. Yttrium propoxide [Y(i
-O(C 3 H 7 ) 3 ] and refluxed for 18 hours to thoroughly mix the mixture, followed by hydrolysis to obtain a sol.

このゾルをゲル化した後1000℃で2時間焼成す
ると、組成式がYAlO3:Ce(六方晶)で示される
セリウム付活アルミン酸イツトリウム螢光体から
なる高透光性螢光膜が得られた。また上記ゲルを
1200℃で2時間焼成すると組成式がYAlO3:Ce
(斜方晶、ペロブスカイト型)で示されるセリウ
ム付活アルミン酸イツトリウム螢光体からなる高
透光性螢光膜か得られた。これらの事はX線回折
で同定された。。
When this sol is gelatinized and then baked at 1000°C for 2 hours, a highly transparent phosphor film consisting of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor with a compositional formula of YAlO 3 :Ce (hexagonal) is obtained. Ta. Also, use the above gel
When fired at 1200℃ for 2 hours, the composition formula becomes YAlO 3 :Ce
A highly transparent phosphor film consisting of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor of (orthorhombic, perovskite type) was obtained. These things were identified by X-ray diffraction. .

実施例 7 実施例1と同様にして、ユウロピウムゾルを得
た。このユウロピウムゾルを実施例1で得られた
イツトリウムゾルとモル比で1:5×10-3で混合
し、ゲル化した後、1100℃で2時間焼成すると組
成式がY2O3:Euで示される赤に発光する螢光体
から成る高透光性螢光膜が得られた。
Example 7 Europium sol was obtained in the same manner as in Example 1. This europium sol was mixed with the yttrium sol obtained in Example 1 at a molar ratio of 1:5 x 10 -3 , gelled, and then baked at 1100°C for 2 hours, resulting in a compositional formula of Y 2 O 3 :Eu. A highly transparent phosphor film consisting of a phosphor that emits red light was obtained.

実施例 8 実施例1と同様にしてシリカゲル、テルビウム
ゾル、ユウロピウムゾレを得た。以上得られた各
種ゾルと実施例1で得られたイツトリウムゾル、
セリウムゾルを次の示成式になるように混合し
た。Y2SiO5:Eu、Y2SiO5:Tb、Y2SiO5:Ce
(但し、Eu、Tb、Ceは5×10-5モル)これらの
ゾルをゲル化後1200℃で2時間焼成すると上記示
成式で示される螢光体が得られた。これはそれぞ
れ赤・緑・青を示した。
Example 8 Silica gel, terbium sol, and europium sol were obtained in the same manner as in Example 1. The various sols obtained above and the yttrium sol obtained in Example 1,
Cerium sol was mixed according to the following formula. Y2SiO5 : Eu, Y2SiO5 : Tb , Y2SiO5 : Ce
(However, Eu, Tb, and Ce were 5 x 10 -5 moles.) After gelling these sols, they were fired at 1200°C for 2 hours to obtain a phosphor represented by the above formula. This showed red, green, and blue, respectively.

実施例 9 実施例7に於けるイツトリウムゾルをゲル化し
て8μmの球状酸化イツトリウムを得た。この表
面にユウロピウムゾル、テルピウムゾル、セリウ
ムゾルを厚さ0.5μmになる様にコートし、ゲル化
後1000℃で焼成した。焼成によりユウロピウム、
テルピウム、セリウムはそれぞれイツトリウム中
に拡散し、高透光性の螢光体粒子となつた。これ
はX線回折により同定された。
Example 9 The yttrium sol in Example 7 was gelled to obtain 8 μm spherical yttrium oxide. This surface was coated with europium sol, terpium sol, and cerium sol to a thickness of 0.5 μm, and after gelation, it was fired at 1000°C. Europium by firing,
Terpium and cerium diffused into yttrium and became highly translucent phosphor particles. This was identified by X-ray diffraction.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 蛍光体の母体構成元素の各元素および(また
は)蛍光体の付活剤構成元素中の各元素をそれぞ
れ含有する金属アルコキシド、有機酸金属化合物
または金属塩を加水分解することによりゾルを
得、次いで該ゾルをゲル化した後、得られたゾル
を蛍光体原料として使用し、焼成を経て蛍光体を
造る事を特徴とする高透光性蛍光体の製造方法。 2 上記焼成の温度が500℃〜1300℃の範囲にあ
る事を特徴とする請求項1記載の高透光性蛍光体
の製造方法。 3 上記ゲルが球状である事を特徴とする請求項
2記載の高透光性蛍光体の形成方法。 4 上記球状のゾルの直径が数μmないし1mmの
範囲にある事を特徴とする請求項3記載の高透光
性蛍光体の形成方法。
[Claims] 1. Hydrolyzing a metal alkoxide, an organic acid metal compound, or a metal salt containing each element of the host constituent elements of the phosphor and/or each element of the activator constituent elements of the phosphor. A method for producing a highly translucent phosphor, which is characterized in that a sol is obtained by this process, the sol is then gelled, the obtained sol is used as a raw material for a phosphor, and the phosphor is produced through firing. 2. The method for producing a highly translucent phosphor according to claim 1, wherein the firing temperature is in the range of 500°C to 1300°C. 3. The method for forming a highly translucent phosphor according to claim 2, wherein the gel is spherical. 4. The method for forming a highly translucent phosphor according to claim 3, wherein the diameter of the spherical sol is in the range of several μm to 1 mm.
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